高中生物 第4章 基因的表达 第3节 遗传密码的破译参考教案 新人教版必修2.doc

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1、第3节遗传密码的破译（选学）教学目标1、说出遗传密码的阅读方式。2、说出遗传密码的破译过程。教学重点：遗传密码的破译过程。教学难点：尼伦伯格和马太设计的蛋白质体外合成实验。教学方法：直观教学法。教学过程导入：1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的《生命是什么》一书中，最早提出了遗传密码的设想。他猜想染色体中的有机单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。遗传密码决定了生物的遗传性状。这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。问题探讨]展示教材P73莫尔斯密码表及相关问题，学生回答：译成英文为：Wherearegeneslocated.用莫尔斯密码回

2、答为—··/—·/·基因位于DNA上。自1953年DNA双螺旋结构模型提出以后，科学家就围绕遗传密码的破译展开了全方位的探索。一、遗传密码的阅读方式1954年科普作家伽莫夫对破译密码首先提出了挑战。他设想：若一种碱基与一个氨基酸对应的话，那么只可能产生4种氨基酸，而已知天然的氨基酸有20种，因此不可由一个碱基编码一种氨基酸；若2个碱基编码一种氨基酸的话，4种碱基共有42＝16种，也不足以编码20种氨基酸；因此他认为3个碱基，编码一种氨基酸。伽莫夫用数学的排列组合的方法在理论上作出推测的，后来的实验证实这一推测是完全正确的。接下来，人们不禁又要问在三联体中的每个碱基作为信息只读一次

3、还是重复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢？呈现教材P74图片。思考与讨论]1、学生回答：如密码子是非重叠的可能影响1个氨基酸，如是重叠的，可能影响3个氨基酸。2、学生回答：插入1个A，非重叠将会影响后面所有的氨基酸。插入2个碱基，非重叠则影响后面所有的氨基酸。插入3个碱基，非重叠将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸；插入1个A，重叠将会影响3个氨基酸，多肽比原来正常多肽多1个氨基酸。插入2个碱基，重叠则影响4个氨基酸。多肽比原来正常多肽多2个氨基酸。插入3个碱基，重叠则影响5个氨基酸，多肽比原来正常多肽多3个氨基酸。遗传密码真的是以3个碱基为一组吗？阅读方式究竟

4、是重叠的还是非重叠的？必须拿出实验证据。二、克里克的实验证据学生阅读教材P74相关内容，结合有关句子中插入英语字母对语句产生的变化来理解，进行类比分析。克里克对遗传密码提出了4个特点：⑴3个碱基一组，编码一个氨基酸。⑵密码是不重叠的。⑶碱基的顺序是从固定起点解读的。⑷密码是简并的，即某个特定的氨基酸可以由几个碱基三联体来编码。三、遗传密码对应规则的发现如何找出64种密码子到底对应哪种氨基酸呢？呈现教材P75蛋白质体外合成的实验示意图，结合下列问题讲解：1、尼伦伯格和马太的实验巧妙之处是什么？2、为什么要除去细胞提取液中的DNA和RNA？3、如果你是尼伦伯格或马太，你准备如何设计对

5、照组的实验，确保你的重大发现得到同行的认可？4、你能想到其他的密码如何破译吗？在以后的六七年里，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断地改进实验方法，破译了全部的密码子，并编制出了密码子表。（三）总结教材中安排了蛋白质体外合成的实验示意图，意在帮助学生理解这个实验的设计思路。作为示意图，它只画出了4种氨基酸。实际实验中，测试的是组成蛋白质的20种氨基酸。在这20种氨基酸中，只有加入了苯丙氨酸的试管才出现多聚苯丙氨酸的肽链。教材中的旁栏思考题意在让学生学会科学实验中对照组的设置。只有对照设置正确，实验结果才无懈可击。在这个实验中，加入的多聚尿嘧啶核苷酸实际上起到了mRNA的作用，再结

6、合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，苯丙氨酸对应的密码子就应是UUU。同理，如果分别加入多聚腺嘌呤核苷酸(polyA)、多聚胞嘧啶核苷酸(polyC)、多聚鸟嘌呤核苷酸(polyG)，在蛋白质体外合成系统中分别出现了多聚赖氨酸、多聚脯氨酸和多聚甘氨酸，则可推出与赖氨酸对应的密码子应是AAA，与脯氨酸对应的密码子应是CCC，与甘氨酸对应的密码子应是GGG。板书设计第3节遗传密码的破译（选学）1944年薛定谔提出了遗传密码的设想1954年伽莫夫用数学的方法，推断3个碱基编码一个氨基酸遗传密码的破译1957年否定了遗传密码重叠阅读的可能性1961年克里克实验证明了遗传密码中

7、3个碱基编码一个氨基酸1961年尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码1965年破译了全部的密码